palacios/src/palacios/vmx.c

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2008, Peter Dinda <pdinda@northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  12  * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  13  * All rights reserved.
  14  *
  15  * Author: Peter Dinda <pdinda@northwestern.edu>
  16  *         Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  17  *
  18  * This is free software.  You are permitted to use,
  19  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  20  */
  21
  22
  23 /* Eventually  we want to get rid of these */
  24
  25 #include <geekos/cpu.h>
  26 #include <geekos/io_devs.h>
  27 #include <geekos/io.h>
  28 /* ** */
  29
  30 #include <palacios/vmx.h>
  31 #include <palacios/vmcs.h>
  32 #include <palacios/vmm.h>
  33 #include <palacios/vmm_util.h>
  34 #include <palacios/vmm_string.h>
  35
  36
  37 extern void Get_MSR(unsigned int msr, uint_t * high, uint_t * low);
  38 extern void Set_MSR(unsigned int msr, uint_t high, uint_t low);
  39 extern int Enable_VMX(ullong_t regionPtr);
  40 extern int cpuid_ecx(unsigned int op);
  41 extern int Launch_VM(ullong_t vmcsPtr, uint_t eip);
  42
  43 #define NUMPORTS 65536
  44
  45
  46 #define VMXASSIST_INFO_PORT   0x0e9
  47 #define ROMBIOS_PANIC_PORT    0x400
  48 #define ROMBIOS_PANIC_PORT2   0x401
  49 #define ROMBIOS_INFO_PORT     0x402
  50 #define ROMBIOS_DEBUG_PORT    0x403
  51
  52
  53 static struct VM theVM;
  54
  55 static uint_t GetLinearIP(struct VM *vm)
  56 {
  57   if (vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS || vm->state==VM_VMXASSIST_V8086) {
  58     return vm->vmcs.guestStateArea.cs.baseAddr + vm->vmcs.guestStateArea.rip;
  59   } else {
  60     return vm->vmcs.guestStateArea.rip;
  61   }
  62 }
  63
  64
  65 static void VMXPanic()
  66 {
  67   while (1) {}
  68 }
  69
  70
  71 #define MAX_CODE 512
  72 #define INSTR_OFFSET_START 17
  73 #define NOP_SEQ_LEN        10
  74 #define INSTR_OFFSET_END   (INSTR_OFFSET_START+NOP_SEQ_LEN-1)
  75 #define TEMPLATE_CODE_LEN  35
  76
  77 uint_t oldesp=0;
  78 uint_t myregs=0;
  79
  80 // simply execute the instruction that is faulting and return
  81 static int ExecFaultingInstructionInVMM(struct VM *vm)
  82 {
  83   uint_t address = GetLinearIP(vm);
  84   myregs = (uint_t)&(vm->registers);
  85
  86
  87   PrintTrace("About the execute faulting instruction!\n");
  88   PrintTrace("Instruction is:\n");
  89   PrintTraceMemDump((void*)(address),vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength);
  90
  91
  92   PrintTrace("The template code is:\n");
  93   PrintTraceMemDump(&&template_code,TEMPLATE_CODE_LEN);
  94
  95   // clone the template code
  96   //memcpy(&&template_code,code,MAX_CODE);
  97
  98   // clean up the nop field
  99   memset(&&template_code+INSTR_OFFSET_START,*((uchar_t *)(&&template_code+0)),NOP_SEQ_LEN);
 100   // overwrite the nops with the faulting instruction
 101   memcpy(&&template_code+INSTR_OFFSET_START, (void*)(address),vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength);
 102
 103   PrintTrace("Finished modifying the template code, which now is:\n");
 104   PrintTraceMemDump(&&template_code,TEMPLATE_CODE_LEN);
 105
 106   PrintTrace("Now entering modified template code\n");
 107
 108
 109  template_code:
 110   // Template code stores current registers,
 111   // restores registers, has a landing pad of noops
 112   // that will be modified, restores current regs, and then returns
 113   //
 114   // Note that this currently ignores cr0, cr3, cr4, dr7, rsp, rip, and rflags
 115   // it also blythly assumes it can exec the instruction in protected mode
 116   //
 117   __asm__ __volatile__ ("nop\n"               // for cloning purposes                          (1 byte)
 118                         "pusha\n"             // push our current regs onto the current stack  (1 byte)
 119                         "movl %0, %%eax\n"    // Get oldesp location                           (5 bytes)
 120                         "movl %%esp, (%%eax)\n"  // store the current stack pointer in oldesp       (2 bytes)
 121                         "movl %1, %%eax\n"    // Get regs location                             (5 bytes)
 122                         "movl (%%eax), %%esp\n"  // point esp at regs                               (2 bytes)
 123                         "popa\n"              // now we have the VM registers restored            (1 byte)
 124                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction         (1 byte x 10)
 125                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 126                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 127                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 128                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 129                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 130                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 131                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 132                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 133                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 134                         // need to copy back to the VM registers!
 135                         "movl %0, %%eax\n"     // recapture oldesp location                     (5 bytes)
 136                         "movl (%%eax), %%esp\n"   // now we'll get our esp back from oldesp       (2 bytes)
 137                         "popa\n"              // and restore our GP regs and we're done       (1 byte)
 138                         : "=m"(oldesp)
 139                         : "m"(myregs)
 140                         );
 141
 142   PrintTrace("Survived executing the faulting instruction and returning.\n");
 143
 144   vm->vmcs.guestStateArea.rip += vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength;
 145
 146   return 0;
 147
 148 }
 149
 150
 151 int is_vmx_capable() {
 152   uint_t ret;
 153   union VMX_MSR featureMSR;
 154
 155   ret = cpuid_ecx(1);
 156   if (ret & CPUID_1_ECX_VTXFLAG) {
 157     Get_MSR(IA32_FEATURE_CONTROL_MSR, &featureMSR.regs.high, &featureMSR.regs.low);
 158
 159     PrintTrace("MSRREGlow: 0x%.8x\n", featureMSR.regs.low);
 160
 161     if ((featureMSR.regs.low & FEATURE_CONTROL_VALID) != FEATURE_CONTROL_VALID) {
 162       PrintDebug("VMX is locked -- enable in the BIOS\n");
 163       return 0;
 164     }
 165   } else {
 166     PrintDebug("VMX not supported on this cpu\n");
 167     return 0;
 168   }
 169
 170   return 1;
 171
 172 }
 173
 174
 175 VmxOnRegion * Init_VMX() {
 176   uint_t ret;
 177   VmxOnRegion * region = NULL;
 178
 179
 180   region = CreateVmxOnRegion();
 181
 182
 183   ret = Enable_VMX((ullong_t)((uint_t)region));
 184   if (ret == 0) {
 185     PrintDebug("VMX Enabled\n");
 186   } else {
 187     PrintDebug("VMX failure (ret = %d)\n", ret);
 188   }
 189
 190   theVM.vmxonregion = region;
 191
 192   return region;
 193 }
 194
 195 extern uint_t VMCS_CLEAR();
 196 extern uint_t VMCS_LOAD();
 197 extern uint_t VMCS_STORE();
 198 extern uint_t VMCS_LAUNCH();
 199 extern uint_t VMCS_RESUME();
 200 extern uint_t Init_VMCS_HostState();
 201 extern uint_t Init_VMCS_GuestState();
 202
 203 void SetCtrlBitsCorrectly(int msrno, int vmcsno)
 204 {
 205   uint_t reserved =0;
 206   union VMX_MSR msr;
 207
 208   PrintTrace("SetCtrlBitsCorrectly(%x,%x)\n", msrno, vmcsno);
 209   Get_MSR(msrno, &msr.regs.high, &msr.regs.low);
 210   PrintTrace("MSR %x = %x : %x \n", msrno, msr.regs.high, msr.regs.low);
 211   reserved = msr.regs.low;
 212   reserved &= msr.regs.high;
 213   VMCS_WRITE(vmcsno, &reserved);
 214 }
 215
 216
 217 void SetCRBitsCorrectly(int msr0no, int msr1no, int vmcsno)
 218 {
 219   uint_t reserved =0;
 220   union VMX_MSR msr0, msr1;
 221
 222   PrintTrace("SetCRBitsCorrectly(%x,%x,%x)\n",msr0no,msr1no,vmcsno);
 223   Get_MSR(msr0no, &msr0.regs.high, &msr0.regs.low);
 224   Get_MSR(msr1no, &msr1.regs.high, &msr1.regs.low);
 225   PrintTrace("MSR %x = %x, %x =  %x \n", msr0no, msr0.regs.low, msr1no, msr1.regs.low);
 226   reserved = msr0.regs.low;
 227   reserved &= msr1.regs.low;
 228   VMCS_WRITE(vmcsno, &reserved);
 229 }
 230
 231
 232 extern int Get_CR2();
 233 extern int vmRunning;
 234
 235
 236 static int PanicUnhandledVMExit(struct VM *vm)
 237 {
 238   PrintInfo("Panicking due to VMExit with reason %u\n", vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 239   PrintTrace("Panicking due to VMExit with reason %u\n", vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 240   PrintTrace_VMCS_ALL();
 241   PrintTrace_VMX_Regs(&(vm->registers));
 242   VMXPanic();
 243   return 0;
 244 }
 245
 246
 247 static int HandleVMPrintsAndPanics(struct VM *vm, uint_t port, uint_t data)
 248 {
 249   if (port==VMXASSIST_INFO_PORT &&
 250       (vm->state == VM_VMXASSIST_STARTUP ||
 251        vm->state == VM_VMXASSIST_V8086_BIOS ||
 252        vm->state == VM_VMXASSIST_V8086)) {
 253     // Communication channel from VMXAssist
 254     PrintTrace("VMXASSIST Output Port\n");
 255     PrintDebug("%c",data&0xff);
 256     return 1;
 257   }
 258
 259   if ((port==ROMBIOS_PANIC_PORT ||
 260        port==ROMBIOS_PANIC_PORT2 ||
 261        port==ROMBIOS_DEBUG_PORT ||
 262        port==ROMBIOS_INFO_PORT) &&
 263       (vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS)) {
 264     // rombios is communicating
 265     PrintTrace("ROMBIOS Output Port\n");
 266     //    PrintDebug("%c",data&0xff);
 267     return 1;
 268   }
 269
 270   if (port==BOOT_STATE_CARD_PORT && vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS) {
 271     // rombios is sending something to the display card
 272     PrintTrace("Hex Display: 0x%x\n",data&0xff);
 273     return 1;
 274   }
 275   return 0;
 276 }
 277
 278 static int HandleInOutExit(struct VM *vm)
 279 {
 280   uint_t address;
 281
 282   struct VMCSExitInfoFields *exitinfo = &(vm->vmcs.exitInfoFields);
 283   struct VMExitIOQual * qual = (struct VMExitIOQual *)&(vm->vmcs.exitInfoFields.qualification);
 284   struct VMXRegs *regs = &(vm->registers);
 285
 286   address=GetLinearIP(vm);
 287
 288   PrintTrace("Handling Input/Output Instruction Exit\n");
 289
 290   PrintTrace_VMX_Regs(regs);
 291
 292   PrintTrace("Qualifications=0x%x\n", exitinfo->qualification);
 293   PrintTrace("Reason=0x%x\n", exitinfo->reason);
 294   PrintTrace("IO Port: 0x%x (%d)\n", qual->port, qual->port);
 295   PrintTrace("Instruction Info=%x\n", exitinfo->instrInfo);
 296   PrintTrace("%x : %s %s %s instruction of length %d for %d bytes from/to port 0x%x\n",
 297                    address,
 298                    qual->dir == 0 ? "output" : "input",
 299                    qual->string ==0 ? "nonstring" : "STRING",
 300                    qual->REP == 0 ? "with no rep" : "WITH REP",
 301                    exitinfo->instrLength,
 302                    qual->accessSize==0 ? 1 : qual->accessSize==1 ? 2 : 4,
 303                    qual->port);
 304
 305   if ((qual->port == PIC_MASTER_CMD_ISR_PORT) ||
 306       (qual->port == PIC_MASTER_IMR_PORT)     ||
 307       (qual->port == PIC_SLAVE_CMD_ISR_PORT)  ||
 308       (qual->port == PIC_SLAVE_IMR_PORT)) {
 309     PrintTrace( "PIC Access\n");
 310   }
 311
 312
 313   if ((qual->dir == 1) && (qual->REP == 0) && (qual->string == 0)) {
 314     char byte = In_Byte(qual->port);
 315
 316     vm->vmcs.guestStateArea.rip += exitinfo->instrLength;
 317     regs->eax = (regs->eax & 0xffffff00) | byte;
 318     PrintTrace("Returning 0x%x in eax\n", (regs->eax));
 319   }
 320
 321   if (qual->dir==0 && qual->REP==0 && qual->string==0) {
 322     // See if we need to handle the outb as a signal or
 323     // print from the VM
 324     if (HandleVMPrintsAndPanics(vm,qual->port,regs->eax)) {
 325     } else {
 326       // If not, just go ahead and do the outb
 327       Out_Byte(qual->port,regs->eax);
 328       PrintTrace("Wrote 0x%x to port\n",(regs->eax));
 329     }
 330     vm->vmcs.guestStateArea.rip += exitinfo->instrLength;
 331   }
 332
 333   return 0;
 334 }
 335
 336
 337 static int HandleExternalIRQExit(struct VM *vm)
 338 {
 339   struct VMCSExitInfoFields * exitinfo = &(vm->vmcs.exitInfoFields);
 340   struct VMExitIntInfo * intInfo  = (struct VMExitIntInfo *)&(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo);
 341
 342   PrintTrace("External Interrupt captured\n");
 343   PrintTrace("IntInfo: %x\n", exitinfo->intInfo);
 344
 345
 346   if (!intInfo->valid) {
 347      // interrupts are off, but this interrupt is not acknoledged (still pending)
 348      // so we turn on interrupts to deliver appropriately in the
 349      // host
 350     PrintTrace("External Interrupt is invald.  Turning Interrupts back on\n");
 351     asm("sti");
 352     return 0;
 353   }
 354
 355   // At this point, interrupts are off and the interrupt has been
 356   // acknowledged.  We will now handle the interrupt ourselves
 357   // and turn interrupts  back on in the host
 358
 359   PrintTrace("type: %d\n", intInfo->type);
 360   PrintTrace("number: %d\n", intInfo->nr);
 361
 362   PrintTrace("Interrupt %d occuring now and handled by HandleExternalIRQExit\n",intInfo->nr);
 363
 364   switch (intInfo->type) {
 365   case 0:  {  // ext. IRQ
 366     // In the following, we construct an "int x" instruction
 367     // where x is the specific interrupt number that is raised
 368     // then we execute that instruciton
 369     // because we are in host context, that means it is delivered as normal
 370     // through the host IDT
 371
 372      ((char*)(&&ext_int_seq_start))[1] = intInfo->nr;
 373
 374      PrintTrace("Interrupt instruction setup done %x\n", *((ushort_t *)(&&ext_int_seq_start)));
 375
 376 ext_int_seq_start:
 377      asm("int $0");
 378   }
 379
 380     break;
 381   case 2: // NMI
 382     PrintTrace("Type: NMI\n");
 383     break;
 384   case 3: // hw exception
 385     PrintTrace("Type: HW Exception\n");
 386     break;
 387   case 4: // sw exception
 388     PrintTrace("Type: SW Exception\n");
 389     break;
 390   default:
 391     PrintTrace("Invalid Interrupt Type\n");
 392     return -1;
 393   }
 394
 395   if (intInfo->valid && intInfo->errorCode) {
 396     PrintTrace("IntError: %x\n", exitinfo->intErrorCode);
 397   }
 398
 399
 400   return 0;
 401
 402 }
 403
 404
 405
 406 void DecodeCurrentInstruction(struct VM *vm, struct Instruction *inst)
 407 {
 408   // this is a gruesome hack
 409   uint_t address = GetLinearIP(vm);
 410   uint_t length = vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength;
 411   unsigned char *t = (unsigned char *) address;
 412
 413
 414
 415   PrintTrace("DecodeCurrentInstruction: instruction is\n");
 416   PrintTraceMemDump(t,length);
 417
 418   if (length==3 && t[0]==0x0f && t[1]==0x22 && t[2]==0xc0) {
 419     // mov from eax to cr0
 420     // usually used to signal
 421     inst->type=VM_MOV_TO_CR0;
 422     inst->address=address;
 423     inst->size=length;
 424     inst->input1=vm->registers.eax;
 425     inst->input2=vm->vmcs.guestStateArea.cr0;
 426     inst->output=vm->registers.eax;
 427     PrintTrace("MOV FROM EAX TO CR0\n");
 428   } else {
 429     inst->type=VM_UNKNOWN_INST;
 430   }
 431 }
 432
 433
 434 static void V8086ModeSegmentRegisterFixup(struct VM *vm)
 435 {
 436   vm->vmcs.guestStateArea.cs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.cs.selector<<4;
 437   vm->vmcs.guestStateArea.es.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.es.selector<<4;
 438   vm->vmcs.guestStateArea.ss.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.ss.selector<<4;
 439   vm->vmcs.guestStateArea.ds.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.ds.selector<<4;
 440   vm->vmcs.guestStateArea.fs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.fs.selector<<4;
 441   vm->vmcs.guestStateArea.gs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.gs.selector<<4;
 442 }
 443
 444 static void SetupV8086ModeForBoot(struct VM *vm)
 445 {
 446   vm->state = VM_VMXASSIST_V8086_BIOS;
 447
 448   // Put guest into V8086 mode on return
 449   vm->vmcs.guestStateArea.rflags |= EFLAGS_VM | EFLAGS_IOPL_HI | EFLAGS_IOPL_LO ;
 450
 451   // We will start at f000:fff0 on return
 452   //
 453   // We want this to look as much as possible as a processor
 454   // reset
 455   vm->vmcs.guestStateArea.rip = 0xfff0;  // note, 16 bit rip
 456   vm->vmcs.guestStateArea.cs.selector = 0xf000;
 457   vm->vmcs.guestStateArea.cs.limit=0xffff;
 458   vm->vmcs.guestStateArea.cs.access.as_dword = 0xf3;
 459
 460   vm->vmcs.guestStateArea.ss.selector = 0x0000;
 461   vm->vmcs.guestStateArea.ss.limit=0xffff;
 462   vm->vmcs.guestStateArea.ss.access.as_dword = 0xf3;
 463
 464   vm->vmcs.guestStateArea.ds.selector = 0x0000;
 465   vm->vmcs.guestStateArea.ds.limit=0xffff;
 466   vm->vmcs.guestStateArea.ds.access.as_dword = 0xf3;
 467
 468   vm->vmcs.guestStateArea.es.selector = 0x0000;
 469   vm->vmcs.guestStateArea.es.limit=0xffff;
 470   vm->vmcs.guestStateArea.es.access.as_dword = 0xf3;
 471
 472   vm->vmcs.guestStateArea.fs.selector = 0x0000;
 473   vm->vmcs.guestStateArea.fs.limit=0xffff;
 474   vm->vmcs.guestStateArea.fs.access.as_dword = 0xf3;
 475
 476   vm->vmcs.guestStateArea.gs.selector = 0x0000;
 477   vm->vmcs.guestStateArea.gs.limit=0xffff;
 478   vm->vmcs.guestStateArea.gs.access.as_dword = 0xf3;
 479
 480   V8086ModeSegmentRegisterFixup(vm);
 481
 482   PrintTrace_VMCSData(&(vm->vmcs));
 483
 484 }
 485
 486
 487
 488 static int HandleExceptionOrNMI(struct VM *vm)
 489 {
 490   struct Instruction inst;
 491   uint_t num;
 492   uint_t type;
 493   uint_t errorvalid;
 494   uint_t error;
 495   uint_t ext=0;
 496   uint_t idt=0;
 497   uint_t ti=0;
 498   uint_t selectorindex=0;
 499
 500   PrintTrace("Exception or NMI occurred\n");
 501
 502   num=vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0xff;
 503   type=(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0x700)>>8;
 504   errorvalid=(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0x800)>>11;
 505   if (errorvalid) {
 506     error=vm->vmcs.exitInfoFields.intErrorCode;
 507     ext=error&0x1;
 508     idt=(error&0x2)>>1;
 509     ti=(error&0x4)>>2;
 510     selectorindex=(error>>3)&0xffff;
 511   }
 512
 513   PrintTrace("Exception %d now - handled by HandleExceptionOrNMI\n",num);
 514
 515   PrintTrace("Exception Number %u : %s\n", num, exception_names[num]);
 516   PrintTrace("Exception Type %u : %s\n", type, exception_type_names[type]);
 517   if (errorvalid) {
 518     if (ext) {
 519       PrintTrace("External\n");
 520     } else {
 521       PrintTrace("%s - Selector Index is %u\n", idt ? "IDT" : ti ? "LDT" : "GDT", selectorindex);
 522     }
 523   }
 524
 525   DecodeCurrentInstruction(vm,&inst);
 526
 527   if (inst.type==VM_MOV_TO_CR0) {
 528     PrintTrace("MOV TO CR0, oldvalue=0x%x, newvalue=0x%x\n",inst.input2, inst.input1);
 529     if ((inst.input2 & CR0_PE) && !(inst.input1 & CR0_PE) && vm->state==VM_VMXASSIST_STARTUP) {
 530       // This is VMXAssist signalling for us to turn on V8086 mode and
 531       // jump into the bios
 532       PrintTrace("VMXAssist is signaling us for switch to V8086 mode and jump to 0xf000:fff0\n");
 533       SetupV8086ModeForBoot(vm);
 534       goto leave;
 535     } else {
 536       PrintTrace("Instruction is a write to CR0, but we don't understand it so we'll just exec it\n");
 537     }
 538   }
 539
 540
 541   PrintTrace("Trying to execute the faulting instruction in VMM context now\n");
 542   ExecFaultingInstructionInVMM(vm);
 543
 544     leave:
 545   //
 546   //PanicUnhandledVMExit(vmcs,regs);
 547   //VMXPanic();
 548   return 0;
 549 }
 550
 551
 552 static struct VM *FindVM()
 553 {
 554   return &theVM;
 555 }
 556
 557
 558 int Do_VMM(struct VMXRegs regs)
 559 {
 560
 561   ullong_t vmcs_ptr = 0;
 562   uint_t vmcs_ptr_low = 0;
 563   int ret = 0;
 564   uint_t vmx_abort = 0;
 565
 566
 567
 568   PrintTrace("Vm Exit\n");
 569   ret = VMCS_STORE(&vmcs_ptr);
 570   vmcs_ptr &= 0xffffffff;
 571   vmcs_ptr_low +=  vmcs_ptr;
 572
 573
 574
 575
 576   PrintTrace("ret=%d\n", ret);
 577   PrintTrace("Revision: %x\n", *(uint_t *)(vmcs_ptr_low));
 578   vmx_abort = *(uint_t*)(((char *)vmcs_ptr_low)+4);
 579
 580   struct VM *vm = FindVM();
 581
 582   if (vmx_abort != 0) {
 583     PrintTrace("VM ABORTED w/ code: %x\n", vmx_abort);
 584     return -1;
 585   }
 586
 587   vm->registers = regs;
 588
 589   if (CopyOutVMCSData(&(vm->vmcs)) != 0) {
 590     PrintTrace("Could not copy out VMCS\n");
 591     return -1;
 592   }
 593
 594
 595   PrintTrace("Guest esp: 0x%x (%u)\n", vm->vmcs.guestStateArea.rsp, vm->vmcs.guestStateArea.rsp);
 596
 597   PrintTrace("VM Exit for reason: %d (%x)\n",
 598               vm->vmcs.exitInfoFields.reason & 0x00000fff,
 599               vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 600
 601   if (vm->vmcs.exitInfoFields.reason & (0x1<<29) ) {
 602     PrintTrace("VM Exit is from VMX root operation.  Panicking\n");
 603     VMXPanic();
 604   }
 605
 606   if (vm->vmcs.exitInfoFields.reason & (0x1<<31) ) {
 607     PrintTrace("VM Exit is due to a VM entry failure.  Shouldn't happen here. Panicking\n");
 608     PrintTrace_VMCSData(&(vm->vmcs));
 609     VMXPanic();
 610   }
 611
 612   switch (vm->vmcs.exitInfoFields.reason) {
 613   case VM_EXIT_REASON_INFO_EXCEPTION_OR_NMI:
 614     ret = HandleExceptionOrNMI(vm);
 615     break;
 616   case VM_EXIT_REASON_EXTERNAL_INTR:
 617     ret = HandleExternalIRQExit(vm);
 618     break;
 619   case VM_EXIT_REASON_TRIPLE_FAULT:
 620     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 621     break;
 622   case VM_EXIT_REASON_INIT_SIGNAL:
 623     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 624     break;
 625   case VM_EXIT_REASON_STARTUP_IPI:
 626     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 627     break;
 628   case VM_EXIT_REASON_IO_SMI:
 629     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 630     break;
 631   case VM_EXIT_REASON_OTHER_SMI:
 632     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 633     break;
 634   case VM_EXIT_REASON_INTR_WINDOW:
 635     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 636     break;
 637   case VM_EXIT_REASON_NMI_WINDOW:
 638     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 639     break;
 640   case VM_EXIT_REASON_TASK_SWITCH:
 641     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 642     break;
 643   case VM_EXIT_REASON_CPUID:
 644     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 645     break;
 646   case VM_EXIT_REASON_INVD:
 647     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 648     break;
 649   case VM_EXIT_REASON_INVLPG:
 650     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 651     break;
 652   case VM_EXIT_REASON_RDPMC:
 653     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 654     break;
 655   case VM_EXIT_REASON_RDTSC:
 656     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 657     break;
 658   case VM_EXIT_REASON_RSM:
 659     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 660     break;
 661   case VM_EXIT_REASON_VMCALL:
 662     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 663     break;
 664   case VM_EXIT_REASON_VMCLEAR:
 665     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 666     break;
 667   case VM_EXIT_REASON_VMLAUNCH:
 668     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 669     break;
 670   case VM_EXIT_REASON_VMPTRLD:
 671     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 672     break;
 673   case VM_EXIT_REASON_VMPTRST:
 674     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 675     break;
 676   case VM_EXIT_REASON_VMREAD:
 677     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 678     break;
 679   case VM_EXIT_REASON_VMRESUME:
 680     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 681     break;
 682   case VM_EXIT_REASON_VMWRITE:
 683     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 684     break;
 685   case VM_EXIT_REASON_VMXOFF:
 686     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 687     break;
 688   case VM_EXIT_REASON_VMXON:
 689     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 690     break;
 691   case VM_EXIT_REASON_CR_REG_ACCESSES:
 692     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 693     break;
 694   case VM_EXIT_REASON_MOV_DR:
 695     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 696     break;
 697   case VM_EXIT_REASON_IO_INSTR:
 698     ret = HandleInOutExit(vm);
 699     break;
 700   case VM_EXIT_REASON_RDMSR:
 701     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 702     break;
 703   case VM_EXIT_REASON_WRMSR:
 704     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 705     break;
 706   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAIL_INVALID_GUEST_STATE:
 707     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 708     break;
 709   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAIL_MSR_LOAD:
 710     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 711     break;
 712   case VM_EXIT_REASON_MWAIT:
 713     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 714     break;
 715   case VM_EXIT_REASON_MONITOR:
 716     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 717     break;
 718   case VM_EXIT_REASON_PAUSE:
 719     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 720     break;
 721   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAILURE_MACHINE_CHECK:
 722     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 723     break;
 724   case VM_EXIT_REASON_TPR_BELOW_THRESHOLD:
 725     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 726     break;
 727   default:
 728     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 729     break;
 730   }
 731
 732
 733   regs = vm->registers;
 734   CopyInVMCSData(&(vm->vmcs));
 735
 736   /*
 737     {
 738     VMCS_CLEAR(vmcs_ptr);
 739     }
 740   */
 741
 742   PrintTrace("Returning from Do_VMM: %d\n", ret);
 743
 744   return ret;
 745 }
 746
 747
 748 static void ConfigureExits(struct VM *vm)
 749 {
 750   CopyOutVMCSExecCtrlFields(&(vm->vmcs.execCtrlFields));
 751
 752   vm->vmcs.execCtrlFields.pinCtrls |= 0
 753     // EXTERNAL_INTERRUPT_EXITING
 754     | NMI_EXITING;
 755   vm->vmcs.execCtrlFields.procCtrls |= 0
 756     // INTERRUPT_WINDOWS_EXIT
 757     | USE_TSC_OFFSETTING
 758     | HLT_EXITING
 759     |INVLPG_EXITING
 760     |MWAIT_EXITING
 761     |RDPMC_EXITING
 762     |RDTSC_EXITING
 763     |MOVDR_EXITING
 764     |UNCONDITION_IO_EXITING
 765     |MONITOR_EXITING
 766     |PAUSE_EXITING         ;
 767
 768   CopyInVMCSExecCtrlFields(&(vm->vmcs.execCtrlFields));
 769
 770   CopyOutVMCSExitCtrlFields(&(vm->vmcs.exitCtrlFields));
 771
 772   vm->vmcs.exitCtrlFields.exitCtrls |= ACK_IRQ_ON_EXIT;
 773
 774   CopyInVMCSExitCtrlFields(&(vm->vmcs.exitCtrlFields));
 775
 776
 777 /*   VMCS_READ(VM_EXIT_CTRLS, &flags); */
 778 /*   flags |= ACK_IRQ_ON_EXIT; */
 779 /*   VMCS_WRITE(VM_EXIT_CTRLS, &flags); */
 780 }
 781
 782
 783 extern int RunVMM();
 784 extern int SAFE_VM_LAUNCH();
 785
 786 int MyLaunch(struct VM *vm)
 787 {
 788   ullong_t vmcs = (ullong_t)((uint_t) (vm->vmcsregion));
 789   uint_t entry_eip = vm->descriptor.entry_ip;
 790   uint_t exit_eip = vm->descriptor.exit_eip;
 791   uint_t guest_esp = vm->descriptor.guest_esp;
 792   uint_t f = 0xffffffff;
 793   uint_t tmpReg = 0;
 794   int ret;
 795   int vmm_ret = 0;
 796
 797   PrintTrace("Guest ESP: 0x%x (%u)\n", guest_esp, guest_esp);
 798
 799   exit_eip=(uint_t)RunVMM;
 800
 801   PrintTrace("Clear\n");
 802   VMCS_CLEAR(vmcs);
 803   PrintTrace("Load\n");
 804   VMCS_LOAD(vmcs);
 805
 806
 807   PrintTrace("VMCS_LINK_PTR\n");
 808   VMCS_WRITE(VMCS_LINK_PTR, &f);
 809   PrintTrace("VMCS_LINK_PTR_HIGH\n");
 810   VMCS_WRITE(VMCS_LINK_PTR_HIGH, &f);
 811
 812
 813   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_PINBASED_CTLS_MSR, PIN_VM_EXEC_CTRLS);
 814   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_PROCBASED_CTLS_MSR, PROC_VM_EXEC_CTRLS);
 815   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_EXIT_CTLS_MSR, VM_EXIT_CTRLS);
 816   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_ENTRY_CTLS_MSR, VM_ENTRY_CTRLS);
 817
 818   //
 819   //
 820   //SetCtrlBitsCorrectly(IA32_something,GUEST_IA32_DEBUGCTL);
 821   //SetCtrlBitsCorrectly(IA32_something,GUEST_IA32_DEBUGCTL_HIGH);
 822
 823
 824   /* Host state */
 825   PrintTrace("Setting up host state\n");
 826   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR0_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR0_FIXED1_MSR, HOST_CR0);
 827   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR4_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR4_FIXED1_MSR, HOST_CR4);
 828   ret = Init_VMCS_HostState();
 829
 830   if (ret != VMX_SUCCESS) {
 831     if (ret == VMX_FAIL_VALID) {
 832       PrintTrace("Init Host state: VMCS FAILED WITH ERROR\n");
 833     } else {
 834       PrintTrace("Init Host state: Invalid VMCS\n");
 835     }
 836     return ret;
 837   }
 838
 839   //  PrintTrace("HOST_RIP: %x (%u)\n", exit_eip, exit_eip);
 840   VMCS_WRITE(HOST_RIP, &exit_eip);
 841
 842   /* Guest state */
 843   PrintTrace("Setting up guest state\n");
 844   PrintTrace("GUEST_RIP: %x (%u)\n", entry_eip, entry_eip);
 845   VMCS_WRITE(GUEST_RIP,&entry_eip);
 846
 847   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR0_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR0_FIXED1_MSR, GUEST_CR0);
 848   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR4_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR4_FIXED1_MSR, GUEST_CR4);
 849   ret = Init_VMCS_GuestState();
 850
 851   PrintTrace("InitGuestState returned\n");
 852   if (ret != VMX_SUCCESS) {
 853     if (ret == VMX_FAIL_VALID) {
 854       PrintTrace("Init Guest state: VMCS FAILED WITH ERROR\n");
 855     } else {
 856       PrintTrace("Init Guest state: Invalid VMCS\n");
 857     }
 858     return ret;
 859   }
 860   PrintTrace("GUEST_RSP: %x (%u)\n", guest_esp, (uint_t)guest_esp);
 861   VMCS_WRITE(GUEST_RSP,&guest_esp);
 862
 863   //  tmpReg = 0x4100;
 864   tmpReg = 0xffffffff;
 865   if (VMCS_WRITE(EXCEPTION_BITMAP,&tmpReg ) != VMX_SUCCESS) {
 866     PrintInfo("Bitmap error\n");
 867   }
 868
 869   ConfigureExits(vm);
 870
 871   PrintTrace("VMCS_LAUNCH\n");
 872
 873   vm->state=VM_VMXASSIST_STARTUP;
 874
 875   vmm_ret = SAFE_VM_LAUNCH();
 876
 877   PrintTrace("VMM error %d\n", vmm_ret);
 878
 879   return vmm_ret;
 880 }
 881
 882
 883
 884
 885 int VMLaunch(struct VMDescriptor *vm)
 886 {
 887   VMCS * vmcs = CreateVMCS();
 888   int rc;
 889
 890   ullong_t vmcs_ptr = (ullong_t)((uint_t)vmcs);
 891   uint_t top = (vmcs_ptr>>32)&0xffffffff;
 892   uint_t bottom = (vmcs_ptr)&0xffffffff;
 893
 894   theVM.vmcsregion = vmcs;
 895   theVM.descriptor = *vm;
 896
 897   PrintTrace("vmcs_ptr_top=%x vmcs_ptr_bottom=%x, eip=%x\n", top, bottom, vm->entry_ip);
 898   rc=MyLaunch(&theVM); // vmcs_ptr, vm->entry_ip, vm->exit_eip, vm->guest_esp);
 899   PrintTrace("Returned from MyLaunch();\n");
 900   return rc;
 901 }
 902
 903
 904 VmxOnRegion * CreateVmxOnRegion() {
 905   union VMX_MSR basicMSR;
 906   VmxOnRegion * region = (VmxOnRegion *)(os_hooks)->allocate_pages(1);
 907
 908   Get_MSR(IA32_VMX_BASIC_MSR, &basicMSR.regs.high, &basicMSR.regs.low);
 909   //  memcpy(region, &basicMSR.vmxBasic.revision, sizeof(uint_t));
 910
 911   *(ulong_t*)region = basicMSR.vmxBasic.revision;
 912
 913   PrintInfo("VMX revision: 0x%lu\n", *(ulong_t *)region);
 914
 915   return region;
 916 }
 917
 918 VMCS * CreateVMCS() {
 919   union VMX_MSR basicMSR;
 920   VMCS * vmcs = (VMCS *)(os_hooks)->allocate_pages(1);
 921
 922   Get_MSR(IA32_VMX_BASIC_MSR, &basicMSR.regs.high, &basicMSR.regs.low);
 923   *(ulong_t *)vmcs = basicMSR.vmxBasic.revision;
 924   *(ulong_t *)((char*)vmcs + 4) = 0;
 925
 926   PrintTrace("VMCS Region size: %u\n", basicMSR.vmxBasic.regionSize);
 927   PrintTrace("VMCS Abort: %x\n",*(uint_t *)(((char*)vmcs)+4));
 928
 929   return vmcs;
 930 }